JP2012510771A

JP2012510771A - 協調クラスタベースの協調通信方法及びシステム

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Publication number: JP2012510771A
Application number: JP2011539446A
Authority: JP
Inventors: キム，ユン−ヨン; キム，ユ−ソク; キム，ユン−スー; コー，ユン−スク
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2009-12-02
Publication date: 2012-05-10
Anticipated expiration: 2029-12-02
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Abstract

セル間の干渉を効果的に緩和するためのクラスタベースの協調通信システム及び方法を提供する。移動端末のクラスタベースの協調通信方法は、あらかじめ設定された協調基地局クラスタのうちの１つであって、前記移動端末のサービング基地局と、チャネル推定によって発見された前記移動端末に支配的干渉を与える基地局とを含むグループを有する協調基地局クラスタにマッピングされた、重みを付与されたサブバンドの資源の割り当てを受信する段階と、前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局と協調して前記サービング基地局と通信する段階とを含む。

Description

本発明は、無線通信に関し、特に、セル間の干渉を効果的に低減するクラスタベースの協調通信方法及びシステムに関する。

多重アンテナ（ＭＩＭＯ：ＭｕｌｔｉｐｌｅＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉｐｌｅＯｕｔｐｕｔ）無線通信システムにおいて、セル間の干渉を減少させるための努力が継続されてきたが、最近、基地局が協調してさらに積極的に干渉を低減させる方法が研究されている。少ない量の情報交換を要求する基地局協調技術としては、ＰＭＩ制限（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）（またはＰＭＩ要請（ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ））という方法がよく知られている。

図１は、一般的な基地局協調方法を説明するための図である。

図１には、２個の隣接するセル１２１、２２１を担当する第１基地局及び第２基地局１１１、２１１と各セルに属する第１及び第２端末１０１、２０１が図示されている。ここで、第１端末１０１が第１及び第２基地局１１１、２１１のセルの重畳地域に位置すると仮定する。

このとき、第２基地局２１１が第２端末２０１に伝送した信号は、第１端末１０１に強い強度で伝達されることがある。この際、第１及び第２端末１０１、２０１が同じ時間−周波数（ｔｉｍｅ−ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）資源を使用していれば、このような信号は、第１端末１０１に大きい干渉信号として作用する。したがって、周波数再使用率（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｒｅｕｓｅ）が１である無線システムの場合、セルエッジ（ｅｄｇｅ）端末の性能が大きく制限される。

ＰＭＩ制限（ＰＭＩｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）は、上記のような問題を、多重アンテナを利用して解決する方法である。第１端末１０１は、第１基地局１１１と第２基地局２１１との間の下向きリンクチャネルを推定し、第２基地局２１１がプリコーディングマトリクス（ｐｒｅｃｏｄｉｎｇｍａｔｒｉｘ）（あるいはベクトル）のうち第１端末１０１に最も大きい干渉を及ぼすものと予想されるプリコーディングマトリクスを求める。

その後、求められたプリコーディングマトリクスのインデックス（ＰＭＩ、ｐｒｅｃｏｄｉｎｇｍａｔｒｉｘｉｎｄｅｘ）を第１基地局１１１に伝送（ｆｅｅｄｂａｃｋ）すれば、第１基地局１１１は、第２基地局２１１にこのような情報（プリコーディングマトリクスのインデックス）を伝送し、第２基地局２１１は、この情報を基盤として第２端末（２０１）にデータを伝送する時、第１基地局１１１が制限（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）したプリコーディングマトリクスを使用しない。

ＰＭＩ制限（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）は、セルエッジ（ｅｄｇｅ）端末のセル間の干渉低減のための効果的な方法であるが、定められた１つのセルからの干渉だけを制御することができる。ＰＭＩ制限の概念を拡張して、３個のセル間に干渉制御のために使用する方式もあるが、この場合もやはり定められた２個のセルからの干渉だけを制御することができる。

しかし、実際セルラ（ｃｅｌｌｕｌａｒ）環境は、２個または３個のセルが他のすべてのセルから完全に分離（ｉｓｏｌａｔｅｄ）されているものではなく、多重セルが分離（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）されず、互いに干渉を及ぼしながら共存する。また、各セル（ｃｅｌｌ）に複数のセクター（ｓｅｃｔｏｒ）を有するなど、いずれか１つの端末の隣接セル（またはセクター）の数を１つまたは２個に制限することができない。すなわち、基地局協調を通じて干渉制御をするものの、これらのうち主な干渉電波を送信する基地局との協調をしなければ、干渉制御効果をあまり得ることができないこともある。特に、完全に分離（ｉｓｏｌａｔｅｄ）されていない実用セルラ（ｃｅｌｌｕｌａｒ）環境であらかじめ協調基地局グループを定められていれば、定められた協調基地局グループの間にさらにセルエッジ（ｅｄｇｅ）が存在し、当該セルエッジ（ｅｄｇｅ）に位置する端末は、基地局協調技術の利益を受けることができない。

本発明は、前述したような従来の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、基地局協調通信方法を使用する通信方法において、端末に最も多い干渉を与えるセルまたはセクターを選択し、基地局協調通信方法によって通信を行うことができるようにする協調基地局クラスタを利用した基地局協調通信方法及びシステムを提供することにある。

本発明の一態様によれば、移動端末のクラスタベースの協調通信方法が提供される。前記方法は、あらかじめ設定された協調基地局クラスタのうちの１つであって、前記移動端末のサービング基地局と、チャネル推定によって発見された前記移動端末に支配的干渉を与える基地局とを含むグループを有する協調基地局クラスタにマッピングされた、重みを付与されたサブバンドの資源の割り当てを受信する段階と、前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局と協調して前記サービング基地局と通信する段階とを含む。

一実施形態において、前記資源の割り当てを受信する段階は、前記サービング基地局が前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局及び前記サービング基地局を含む前記グループを有する前記協調基地局クラスタを選択する段階と、前記選択された協調基地局クラスタにマッピングされる前記サブバンドに重みを付与して前記資源を割り当てる段階とを含む。

一実施形態において、前記資源の割り当てを受信する段階は、前記移動端末から前記サービング基地局に前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局及び前記サービング基地局を含む前記グループを有する前記協調基地局クラスタを報告する段階と、前記サービング基地局が前記選択された協調基地局クラスタにマッピングされる前記サブバンドに重みを付与し、前記移動端末に前記資源を割り当てる段階とを含む。

本発明の他の態様によれば、基地局のクラスタベースの協調通信方法が提供される。前記方法は、あらかじめ設定された協調基地局クラスタのうちの１つであって、前記移動端末のサービング基地局と、チャネル推定によって発見された前記移動端末に支配的干渉を与える基地局とを含むグループを有する協調基地局クラスタにマッピングされた、重みを付与されたサブバンドの資源を前記移動端末に割り当てる段階と、前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局と協調して前記移動端末と通信する段階とを含む。

一実施形態によれば、重みを付与されたサブバンドの前記資源を割り当てる段階は、前記基地局が、前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局及び前記サービング基地局を含む前記グループを有する前記協調基地局クラスタを選択する段階と、前記選択された協調基地局クラスタにマッピングされる前記サブバンドに重みを付与し、前記資源を割り当てる段階とを含む。

一実施形態によれば、重みを付与されたサブバンドの前記資源を割り当てる段階は、前記移動端末から前記サービング基地局に前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局及び前記サービング基地局を含む前記グループを有する前記協調基地局クラスタを報告する段階と、前記選択された協調基地局クラスタにマッピングされる前記サブバンドに重みを付与し、前記移動端末に前記資源を割り当てる段階とを含む。

本発明のさらに他の態様によれば、クラスタベースの協調通信システムが提供される。前記システムは、あらかじめ設定された協調基地局クラスタのうちの１つであって、移動端末のサービング基地局と、チャネル推定によって発見された前記移動端末に支配的干渉を与える基地局とを含むグループを有する協調基地局クラスタにマッピングされた、重みを付与されたサブバンドの資源の割り当てを受信し、前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局と協調して前記サービング基地局と通信する移動端末を含む。

一実施形態によれば、前記サービング基地局は、前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局及び前記サービング基地局を含む前記グループを有する前記協調基地局クラスタを選択し、前記選択された協調基地局クラスタにマッピングされる前記サブバンドに重みを付与し、前記移動端末に前記資源を割り当てる。

一実施形態によれば、前記移動端末は、前記サービング基地局に前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局及び前記サービング基地局を含む前記グループを有する前記協調基地局クラスタを報告し、前記サービング基地局は、前記選択された協調基地局クラスタにマッピングされる前記サブバンドに重みを付与し、前記移動端末に前記資源を割り当てる。

本発明のさらに他の態様によれば、クラスタベースの協調通信システムが提供される。前記システムは、あらかじめ設定された協調基地局クラスタのうちの１つであって、移動端末のサービング基地局及びチャネル推定によって発見された、前記移動端末に支配的干渉を与える基地局を含むグループを有する協調基地局クラスタにマッピングされた、重みを付与されたサブバンドの資源を前記移動端末に割り当てて、前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局と協調して前記移動端末と通信するサービング基地局を含む。

一実施形態によれば、前記サービング基地局は、前記移動端末に支配的干渉を与える基地局及び前記サービング基地局を含む前記グループを有する前記協調基地局クラスタを選択し、前記選択された協調基地局クラスタにマッピングされる前記サブバンドに重みを付与し、前記移動端末に前記資源を割り当てる。

一実施形態によれば、前記移動端末は、前記サービング基地局に前記移動端末に支配的干渉を与える基地局及び前記サービング基地局を含む前記グループを有する前記協調基地局クラスタを報告し、前記サービング基地局は、前記選択された協調基地局クラスタにマッピングされる前記サブバンドに重みを付与し、前記移動端末に前記資源を割り当てる。

本発明によれば、端末に互いに異なる協調基地局グループを有する協調基地局クラスタのうち端末に最も激しい干渉を誘発する基地局と端末のサービング基地局をメンバーとして有する協調基地局クラスタを選択し、当該サブバンドに重みを付与し、大部分の伝送資源を割り当てることによって、効果的な干渉除去を行う基地局協調通信方法を提供することができる。

一般的な基地局協調方法を説明するための図である。本発明の実施形態による協調基地局通信方法を行う無線通信システムの構成を説明するための図である。本発明の実施形態による協調基地局クラスタ設定方法を説明するための図である。本発明の一実施形態による協調基地局クラスタを説明するための図である。本発明の一実施形態による協調基地局クラスタを説明するための図である。本発明の一実施形態による協調基地局クラスタを説明するための図である。本発明の一実施形態による協調基地局クラスタを説明するための図である。本発明の一実施形態による協調基地局クラスタを説明するための図である。本発明の一実施形態による協調基地局クラスタを説明するための図である。本発明の他の実施形態による協調基地局クラスタを説明するための図である。本発明の他の実施形態による協調基地局クラスタを説明するための図である。本発明のさらに他の実施形態による協調基地局クラスタを説明するための図である。本発明のさらに他の実施形態による協調基地局クラスタを説明するための図である。本発明のさらに他の実施形態による協調基地局クラスタを説明するための図である。本発明のさらに他の実施形態による協調基地局クラスタを説明するための図である。本発明のさらに他の実施形態による協調基地局クラスタを説明するための図である。本発明の一実施形態による基地局が協調基地局クラスタを選択して基地局協調通信を行う方法を説明するための図である。本発明の他の実施形態による基地局が協調基地局クラスタを選択して基地局協調通信を行う方法を説明するための図である。本発明の実施形態による端末が協調基地局クラスタを選択して基地局協調通信を行う方法を説明するための図である。

以下、本発明による好ましい実施形態を添付の図面を参照して詳しく説明する。以降において、本発明の動作を理解するのに必要な部分だけが説明されるが、単なる典型的な例に過ぎない。つまり、発明の思想、精神から外れない限り、当業者は本実施形態を多様に変形でき、周知の機能や構成の説明は、本発明の要旨を不明瞭にしないように省略される。

以降の記述や特許請求の範囲で用いられている用語は、書誌的な意味に限定されず、発明を明確かつ一貫したものとして理解されるように用いられているに過ぎない。したがって、当業者には、以降の実施形態の説明は例示に過ぎず、特許請求の範囲やその等価物によって定義されるように本発明が限定されないことは明らかである。

まず、本発明の実施形態による無線通信システムについて説明する。図２は、本発明の実施形態による協調基地局通信方法を行う無線通信システムの構成を説明するための図である。

図２を参照すれば、本発明の実施形態による基地局協調通信方法のための無線通信システムは、端末１００と、前記端末へのサービング基地局２００と、前記サービング基地局２００と前記端末に干渉を除去するために基地局協調通信方法による通信を行う協調基地局３００とを含む。ここで、協調基地局３００の個数は、いくつであってもよい。特に、協調基地局３００は、サービング基地局２００のセル内の端末の位置で最も干渉が激しい基地局になりうる。この時、サービング基地局と協調基地局を１つの「協調基地局グループ」（以下、簡単に「グループ」ということがある）にして通信を行うことによって、干渉を最も効果的に除去することができる。

このために、本発明の実施形態によれば、端末に最も干渉が激しい基地局を協調基地局３００に設定するために、多様な選択が可能な複数の「協調基地局クラスタ」（以下、簡単に「クラスタ」ということがある）を定義する。各協調基地局クラスタは、互いに高い干渉を及ぼすものと予想される基地局をメンバーとする協調基地局グループである。例えば、端末１００またはサービング基地局２００は、端末１００に最も干渉が激しい基地局をサービング基地局２００と同じグループとする協調基地局クラスタを選択し、基地局協調方法によって通信を行うことができる。

以下、本発明の実施形態による協調基地局クラスタ設定方法について説明する。図３は、本発明の実施形態による協調基地局クラスタ設定方法を説明するための図である。

図３には、下向きリンクチャネル１０が図示されている。本発明の実施形態によれば、下向きリンクチャネルは複数のサブバンドに区分される。その後、区分されたサブバンドに各々マッピングされる協調基地局クラスタが設定される。

図３には、第１及び第２サブバンド１１、１２が図示されている。第１サブバンド１１及び第２サブバンド１２にマッピングされる協調基地局クラスタは、各々第１協調基地局クラスタ２１及び第２協調基地局クラスタ２２と仮定する。

協調基地局クラスタは、２以上のセル（またはセクター）をメンバーとする協調基地局グループを有する。各協調基地局グループは、基地局協調方法によって通信を行う。

第１及び第２協調基地局クラスタ２１、２２は、協調基地局グループメンバーの構成が異なる。

例えば、第１協調基地局クラスタ２１のいずれか１つのグループを参照すれば、第１セクターを基準にして、第１、第２及び第３セクター１、２、３が１つのグループを構成する。これに対し、第２協調基地局クラスタのグループは、第１セクターを基準にして、第１、第４及び第５セクター１、４、５が１つのグループを構成する。

このように、本発明の実施形態による協調基地局クラスタは、下向きリンクフレームを区分する互いに異なるサブバンドに各々マッピングされる。このような協調基地局クラスタは、クラスタを構成する複数のグループを有する。各グループは、複数のメンバー（セルまたはセクター）よりなる。

特に、いずれか１つの協調基地局クラスタのグループは、クラスタ内のいずれか１つのメンバーをサービング基地局として、当該サービング基地局から端末への通信に最も激しく干渉するメンバーを含む。これにより、互いに異なる協調基地局クラスタのグループは、いずれか１つのメンバーが重複され、重複されるメンバーを基準にして端末の位置によって互いに異なるメンバーも含んでいる。このようにしたのは、いずれか１つのセクター（またはセル）に位置する端末に対し最も干渉が激しいセクター（またはセル）は当該セクター（またはセル）内での端末の位置によって変わることがあるからである。

このように、端末に互いに異なる協調基地局グループを有する協調基地局クラスタのうち端末に最も激しい干渉を誘発する基地局と端末のサービング基地局をメンバーに有する協調基地局クラスタを選択し、当該サブバンドに伝送資源を割り当てることによって、基地局協調通信方法で効果的な干渉除去を行うことができる。

以下、本発明の実施形態による協調基地局クラスタ割当方法についてより詳細に説明する。

本発明の実施形態による協調基地局クラスタは、そのメンバーがセルまたはセクターになることができ、１つの協調基地局グループは、少なくとも２個のメンバーを有する。以下では、多様な協調基地局クラスタの構成例について説明する。

図４〜図９は、本発明の一実施形態による協調基地局クラスタを説明するための図である。

図４〜図９で、各基地局は、固有のセルＩＤ（ＰＣＩＤ、ＰｈｙｓｉｃａｌＣｅｌｌＩＤ）を有する３個のセクターに分割され、各基地局は、指向性アンテナを利用して、各セクター別に異なる信号を伝送することができる。

特に、図４〜図９で、各協調基地局クラスタは、複数の協調基地局グループを有する。ここで、協調基地局グループの１つのメンバーは、セクターであり、３個のセクターが１つの協調基地局グループを形成する。また、５個の協調基地局クラスタが存在し、５個の協調基地局クラスタは、各々異なる下向きリンクチャネルのサブバンドに各々マッピングされる。

ここで、各クラスタのグループ構成をセクター１−１を基準にして説明する。

図５を参照すれば、クラスタＡでは、セクター１−１、セクター３−２、及びセクター４−３が１つのグループを形成する。図６を参照すれば、クラスタＢでは、セクター１−１、セクター２−２、及びセクター３−３が１つのグループを形成する。図７を参照すれば、クラスタＣでは、セクター１−１、セクター３−２、及びセクター３−３が１つのグループを形成する。図８を参照すれば、クラスタＤでは、セクター１−１、セクター１−２、及びセクター４−３が１つのグループを形成する。図９を参照すれば、クラスタＥでは、セクター１−１、セクター１−３、及びセクター２−２が１つのグループを形成する。

図５を参照して、セクター１−１で端末が図４の領域Ａに位置すると仮定すれば、端末に最も干渉が激しいセクターは、セクター３−２、及びセクター４−３になる。したがって、クラスタＡを選択し、クラスタＡにマッピングされたサブバンドを通じて通信を行う場合、セクター１−１、セクター３−２、及びセクター４−３が基地局協調方法を通じて通信を行うことによって、端末の干渉を効果的に除去することができる。

一方、図６を参照して、セクター１−１で端末が図４の領域Ｂに位置すると仮定すれば、端末に最も干渉が激しいセクターは、セクター２−２、及びセクター３−３になる。したがって、クラスタＢを選択し、クラスタＢにマッピングされたサブバンドを通じて通信を行う場合、セクター１−１、セクター２−２、及びセクター３−３が基地局協調方法を通じて通信を行うことによって、端末の干渉を効果的に除去することができる。

図７〜図９を参照して、セクター１−１で端末が図４の領域Ｃ、Ｄ、Ｅに各々位置する場合にも、各領域によって干渉が激しいセクターは、互いに異なり、各々の場合に適合なクラスタを選択し、選択したクラスタにマッピングされたサブバンドを通じて通信を行う場合、端末に最も干渉が最も激しいセクター間に基地局協調方法によって通信を行うことによって、端末の干渉を効果的に除去することができる。

端末が領域Ｃに位置する場合の干渉が最も激しいセクターは、セクター３−２、及びセクター３−３であり、端末が領域Ｄに位置する場合の干渉が最も激しいセクターは、セクター１−２及びセクター４−３であり、端末が領域Ｅに位置する場合の干渉が最も激しいセクターは、セクター１−３及びセクター２−２になる。したがって、各場合にクラスタＣ、Ｄ及びＥを選択し、基地局協調方法によって通信を行う場合、効果的に干渉を除去することができる。

次に、本発明の他の実施形態による協調基地局クラスタについて説明する。図１０及び図１１は、本発明の他の実施形態による協調基地局クラスタを説明するための図である。

図１０及び図１１で、各基地局は、３個のセクターに分割され、各基地局は、指向性アンテナを利用して、各セクター別に異なる信号を伝送することができる。特に、図１０及び図１１で、協調基地局クラスタは、協調基地局グループの１つのメンバーがセクターであり、６個のセクターが１つの協調基地局グループを形成する。

図１０を参照すれば、第１クラスタでは、セクター１−１を含み、セクター１−２、３−２、３−３、４−３及び５−１が１つのグループを構成する。一方、図１１を参照すれば、第２クラスタでは、セクター１−１を含み、セクター１−３、２−２、３−３、７−１及び７−２が１つのグループを構成する。このように、本発明の実施形態によれば、各グループのメンバーの数は、２以上であり、多様な数に設定することができる。また、他のメンバーの数を有するクラスタを構成することができることも勿論である。

次に、本発明のさらに他の実施形態による協調基地局クラスタについて説明する。図１２〜図１６は、本発明のさらに他の実施形態による協調基地局クラスタを説明するための図である。

図示のように、協調基地局クラスタのいずれか１つのグループは、１つのメンバーが１つのセルであり、各グループは、４個のセルを１つの協調基地局グループとする。ここで、クラスタＡ、Ｂ、Ｃ、及びＤを含んで４個の協調基地局クラスタが存在し、４個の協調基地局クラスタは、各々下向きリンクチャネルの４個のサブバンドに各々マッピングされる。

各クラスタのグループ構成についてセル１を基準にして説明する。図示のように、クラスタＡでは、セル１、２、３及び４が１つのグループを形成する。クラスタＢでは、セル１、４、５、及び６が１つのグループを形成する。クラスタＣでは、セル１、６、７、及び８が１つのグループを形成する。クラスタＤでは、セル１、２、８、及び９が１つのグループを形成する。

図１２及び図１３を参照すれば、セル１で端末が領域Ａに位置すると仮定すれば、端末に最も干渉が激しいセルは、セル２及びセル４になる。したがって、クラスタＡを選択し、クラスタＡにマッピングされたサブバンドを通じて通信を行う場合、セル１、２、３及び４が基地局協調方法を通じて通信を行うことによって、端末の干渉を効果的に除去することができる。

一方、図１２及び図１４を参照すれば、セル１で端末が領域Ｂに位置すると仮定すれば、端末に最も干渉が激しいセルは、セル５及び６になる。したがって、クラスタＢを選択し、クラスタＢにマッピングされたサブバンドを通じて通信を行う場合、セル１、４、５、及び６が基地局協調方法を通じて通信を行うことによって、端末の干渉を効果的に除去することができる。

図１２及び図１５を参照すれば、セル１で端末が領域Ｃに位置する場合の干渉が最も激しいセルは、セル６及び８になる。この場合、クラスタＣを選択し、クラスタＣにマッピングされたサブバンドを通じて通信を行う場合、セル１、６、７、及び８が基地局協調方法を通じて通信を行うことによって、端末の干渉を効果的に除去することができる
図１２及び図１６を参照すれば、端末が領域Ｄに位置する場合の干渉が最も激しいセルは、セル１、２、８及び９になる。この場合、クラスタＤを選択し、クラスタＤにマッピングされたサブバンドを通じて通信を行う場合、セル１、２、８、及び９が基地局協調方法を通じて通信を行うことによって、端末の干渉を効果的に除去することができる。

端末が領域Ｅに位置する場合の干渉が最も激しいセルは、セル４及び５になる。この場合、クラスタＢを選択し、クラスタＢにマッピングされたサブバンドを通じて通信を行う場合、セル１、４、５及び６が基地局協調方法を通じて通信を行うことによって、端末の干渉を効果的に除去することができる。

前述したように、協調基地局クラスタは、多様な方法を生成することができ、各協調基地局クラスタは、下向きリンクフレームを区分するサブバンドに各々マッピングされる。

端末に最も干渉が激しいメンバーよりなるグループを含む協調基地局クラスタにマッピングされたサブバンドを通じて端末に伝送資源を割り当て、基地局協調方法によって通信を行う場合、端末の干渉を効果的に除去することができる。

以下、本発明の実施形態による基地局協調通信方法を説明する。

本発明の実施形態による基地局協調通信方法は、各サブバンドにマッピングされて定義された協調基地局クラスタを選択し、選択した協調基地局クラスタによって基地局協調通信を行う。この時、協調基地局クラスタを選択する方法は、基地局が選択するか、または端末が選択することができる。

まず、基地局が協調基地局クラスタを選択する方法について説明する。図１７は、本発明の一実施形態による基地局が協調基地局クラスタを選択し、基地局協調通信を行う方法を説明するための図である。

図１７において、前述したように、基地局は、下向きリンクチャネルを複数のサブバンドに区分し、区分された各サブバンドにマッピングされる協調基地局クラスタを定義したと仮定する。また、このような各サブバンドにマッピングされる協調基地局クラスタに関する情報を基地局が共有していると仮定する。

図１７を参照すれば、端末１００は、ステップ７０３で、自分の位置に隣接する周辺基地局の下向きリンクチャネルを測定する。その後、ステップ７０５で、端末１００は、測定された無線環境及び測定された無線環境による干渉情報をサービング基地局２００に伝送する。ここで、干渉情報は、自分に干渉されるセル（またはセクター）のうち干渉が激しい順に整列して伝送される情報である。このような干渉情報は、協調通信情報がマッピングされて伝送されることができる。

協調通信情報は、端末１００自身のサービング基地局及び周辺基地局が干渉を除去することができるようにするための情報であり、これは、干渉除去方式によって異なるフォーマットで生成される。

次の表１は、本発明の実施形態による干渉情報を説明するためのものである。

表１及び図１２〜図１６を参照すれば、セル１で端末が領域Ｂに位置すると仮定する。この時、端末１００が周辺基地局の無線チャネル環境を測定した結果、干渉が激しいセルの順位は、図示のように、セル４、セル５、セル６、セル２、及びセル３の順であったとする。このような場合、端末１００は、表１に示されたように、干渉が激しい順を示す干渉情報をサービング基地局２００に伝送する。

また、干渉情報は、干渉を与えるセルに各々にマッピングされる協調通信情報を含む。この時、協調通信情報は、端末の周辺基地局のチャネル測定値、ＰＭＩ制限（ＰＭＩｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）、ＰＭＩ要請（ＰＭＩｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ）、及びサブバンドオフ（ｏｆｆ）値を含んでもよい。

ここで、チャネル測定値は、端末と各周辺基地局との間の測定されたチャネル行列の形態で与えられる。ＰＭＩ制限（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）は、周辺基地局が既保存のコードブック（ｃｏｄｅｂｏｏｋ）に定義されたプリコーディングマトリクス（Ｐｒｅｃｏｄｉｎｇｍａｔｒｉｘ）のうち自分に干渉が最も激しいものと予想されるプリコーディングベクトルを使用しないように制限するための情報である。ＰＭＩ要請（ＰＭＩｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ）は、基地局間に共有されるコードブック（ｃｏｄｅｂｏｏｋ）に定義されたプリコーディングマトリクスのうち自分に干渉が最も少ないものと予想されるプリコーディングベクターを使用するように要請するための情報である。また、サブバンドオフ（ｏｆｆ）値は、干渉がないように周辺基地局のうち特定基地局が信号を伝送しないように要請するための値である。表１では、ＰＭＩ制限の場合の例を示した。セル４の場合、プリコーディングマトリクスのベクトルを指示するインデックス（ｉｎｄｅｘ＃２）を伝送することができる。一方、基地局協調方法がＰＭＩ要請の場合、要請するプリコーディングベクトルを指示するインデックスを伝送することもできる。

この干渉情報を受信したサービング基地局２００は、ステップ７０７で、干渉情報を参照して協調基地局クラスタのうち端末１００に最も干渉が激しいものと推定される周辺基地局が含まれる協調基地局クラスタを選択する。

例えば、表１及び図１２〜図１６を参照すれば、干渉が激しい順がセル４、セル５、セル６、セル２、及びセル３であるので、サービング基地局２００は、クラスタＢを選択することができる。

クラスタを選択するということは、当該クラスタとマッピングされているサブバンドを選択することである。この時、サービング基地局２００は、このような干渉除去方法を考慮して、特定端末のサブバンドを選択することもでき、このような干渉除去方法を考慮したチャネル状況だけでなく、ＱｏＳなどを考慮してサブバンドを選択することができる。

その後、サービング基地局は、ステップ７０９で、当該協調基地局クラスタがマッピングされたサブバンドに重みを付与し、端末１００の伝送資源を割り当てる。すなわち、スケジューリング時に、当該端末１００の伝送資源の大部分を当該協調基地局クラスタがマッピングされたサブバンドに割り当てる。

サービング基地局１００は、スケジューリング時に、当該端末１００及び他の端末の両方のデータ率（ｄａｔａｒａｔｅ）を考慮しなければならない。したがって、サービング基地局２００は、当該端末１００及び他の端末の両方のデータ率（ｄａｔａｒａｔｅ）を高めるために、当該端末１００の伝送資源を当該協調基地局クラスタがマッピングされたサブバンドに重みを付与し、必要な資源の大部分を割り当てるが、他のサブバンドに割り当ててもよい。

次に、サービング基地局２００は、ステップ７１１で、当該協調基地局クラスタに属する協調基地局と基地局協調方法によって端末１００と通信を行う。この時、サービング基地局２００は、基地局協調方法によって協調基地局クラスタに属する他の基地局にＰＭＩ制限（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）またはＰＭＩ要請（ＰＭＩｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ）をするか、または他の基地局の当該サブバンドを“オン”または“オフ”するようにして通信を行うことができる。また、サービング基地局２００は、他の基地局とナリング（ｎｕｌｌｉｎｇ）方法を利用して通信を行うことができる。

次に、本発明の他の実施形態による基地局が協調基地局クラスタを選択する方法について説明する。図１８は、本発明の他の実施形態による基地局が協調基地局クラスタを選択して基地局協調通信を行う方法を説明するための図である。

図１８において、前述したように、基地局は、下向きリンクチャネルを複数のサブバンドに区分し、区分された各サブバンドにマッピングされる協調基地局クラスタを定義したと仮定する。また、このような各サブバンドにマッピングされる協調基地局クラスタは、基地局が共有していると仮定する。

図１８を参照すれば、サービング基地局２００は、ステップ８０１で、端末に既定義の協調基地局クラスタのリストを提供する。この時、サービング基地局２００は、既定義の協調基地局クラスタのリストをブロードキャストしてサービング基地局２００のセルカバレージ内の端末１００に伝送することができる。

一方、端末１００は、ステップ８０３で、自分の位置に隣接する周辺基地局の無線環境を測定する。その後、ステップ８０５で、端末１００は、測定した無線環境及び無線環境による「クラスタ推薦情報」をサービング基地局２００に伝送する。

クラスタ推薦情報は、端末１００が測定した無線環境を基にしてステップ８０１で受信したクラスタリストから端末１００が所望するクラスタを推薦するためのものである。

すなわち、端末１００は、端末に干渉が最も激しいセル（またはセクター）がサービング基地局とグループが形成されている協調基地局クラスタをサービング基地局が選択するように推薦する。このようなクラスタ推薦情報を、表２を参照しながら説明する。

表２は、本発明の実施形態による推薦情報を説明するためのものである。

表２及び図１２〜図１６を参照すれば、セル１で端末１００が領域Ｅに位置すると仮定する。この時、ステップ８０３で端末１００が周辺基地局の無線チャネル環境を測定した結果、干渉のあるセルは、セル２、セル３、セル４、セル５及びセル６であると仮定する。このような場合、端末１００に干渉を効果的に除去するためには、セル１、２、３、４を１つのグループとするクラスタＡ及びセル１、４、５、及び６を１つのグループとするクラスタＢのうちいずれか１つを選択することが好ましい。したがって、端末１００は、サービング基地局２００がクラスタＡ及びクラスタＢのうちいずれか１つを選択するように推薦情報を伝送する。この時、セル２及びセル３がセル５及び６より干渉が少し激しい場合、クラスタＡを推薦順位１番にして伝送する。

また、クラスタ推薦情報は、協調通信情報を含む。前述したように、協調通信情報は、端末の周辺基地局のチャネル測定値、ＰＭＩ制限（ＰＭＩｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）、ＰＭＩ要請（ＰＭＩｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ）、及びサブバンドオフ値を含んでもよい。したがって、推薦情報は、各クラスタのセルに関する協調通信情報をさらに含んで伝送される。

一方、クラスタ推薦情報には、協調通信情報が除かれてもよい。すなわち、クラスタ推薦情報及び協調通信情報は、同時に伝送されなくてもよい。例えば、端末１００が測定したロング−ターム（ｌｏｎｇ−ｔｅｒｍ）チャネル情報がクラスタ推薦情報としてサービング基地局に伝送され、協調通信情報は、基地局協調方法を行うたびに伝達されてもよい。

また、ステップ８０５で、端末１００は、測定した無線環境及び無線環境によるクラスタ推薦情報を伝送すると共に、端末１００が測定したチャネル情報を通じて得ることができる各サブバンドのチャネル品質であるＣＱＩとサブバンド別に定義された協調基地局クラスタ情報を利用して予想される各サブバンドのチャネル品質改善予想値であるｄｅｌｔａＣＱＩをサービング基地局２００に伝送してもよい。ここで、ＣＱＩは、干渉制御をしなかった時のチャネル品質であり、ｄｅｌｔａＣＱＩは、当該サブバンドにマッピングされたクラスタを通じて干渉制御をした時に予想されるチャネル品質改善値である。前述したようなクラスタ推薦情報を受信したサービング基地局２００は、ステップ８０７で、推薦情報のクラスタのうちいずれか１つを選択する。

この時、サービング基地局２００は、推薦情報のクラスタにマッピングされるサブバンドのうちチャネル品質、ＣＱＩとチャネル品質改善予想値ｄｅｌｔａＣＱＩを利用して、サブバンドのうちいずれか１つを選択することによって、当該サブバンドにマッピングされた協調基地局クラスタを選択することができる。すなわち、端末１００が報告したＣＱＩ及びｄｅｌｔａＣＱＩ情報をさらに考慮してクラスタを選択することができる。

その後、サービング基地局２００は、ステップ８０９で、当該協調基地局クラスタがマッピングされたサブバンドに端末の伝送資源を割り当て、ステップ８１１で、当該協調基地局クラスタに属する基地局と基地局協調方法によって端末１００と通信を行う。この時、サービング基地局２００は、基地局協調方法によって協調基地局クラスタに属する他の基地局にＰＭＩ制限（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）またはＰＭＩ要請（ＰＭＩｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ）をするか、または他の基地局の当該サブバンドを“オン”または“オフ”するようにして通信を行うことができる。また、サービング基地局２００は、他の基地局とナリング（ｎｕｌｌｉｎｇ）方法を利用して通信を行うことができる。

次に、端末が協調基地局クラスタを選択する方法について説明する。図１９は、本発明の実施形態による端末が協調基地局クラスタを選択して基地局協調通信を行う方法を説明するための図である。

図１９において、図１７または図１８と同様に、基地局は、下向きリンクチャネルを複数のサブバンドに区分し、区分された各サブバンドにマッピングされる協調基地局クラスタを定義したと仮定する。また、このような各サブバンドにマッピングされる協調基地局クラスタは、基地局が共有していると仮定する。

図１９を参照すれば、サービング基地局２００は、ステップ９０１で、端末に既定義の協調基地局クラスタのリストを提供する。この時、サービング基地局２００は、既定義の協調基地局クラスタのリストをブロードキャストしてサービング基地局２００のセルカバレージ内の端末１００に伝送ことができる。

一方、端末１００は、ステップ９０３で、自分の位置に隣接する周辺基地局の無線環境を測定する。その後、ステップ９０５で、端末１００は、測定した無線環境によって自分に適合なクラスタを選択する。すなわち、端末１００は、自分に最も干渉が激しいセルがサービング基地局２００と同じグループを形成するクラスタを選択する。

次いで、端末１００は、ステップ９０７で、自分が選択したクラスタと、当該クラスタでサービング基地局と同じグループに属する協調基地局に関する協調通信情報をサービング基地局２００に伝送する。この時、協調基地局の協調通信情報は、端末の周辺基地局のチャネル測定値、ＰＭＩ制限（ＰＭＩｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）、ＰＭＩ要請（ＰＭＩｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ）、及びサブバンドオン／オフ値を含んでもよい。

前述したような端末が選択したクラスタ及び協調通信情報を受信したサービング基地局２００は、ステップ９０９で、当該協調基地局クラスタにマッピングされたサブバンドに端末の伝送資源を割り当て、ステップ９１１で、当該協調基地局クラスタに属する基地局と基地局協調方法によって端末と通信を行う。この時、サービング基地局２００は、基地局協調方法によって協調基地局クラスタに属する他の基地局にＰＭＩ制限（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）またはＰＭＩ要請（ＰＭＩｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ）をするか、または他の基地局の当該サブバンドを“オン”または“オフ”するようにして通信を行うことができる。また、サービング基地局２００は、他の基地局とナリング（ｎｕｌｌｉｎｇ）方法を利用して通信を行うことができる。

今までチャネル推定は端末が行ったが、上向き及び下向きリンクが類似していると仮定すれば、端末１００がＳＲＳ（ＳｏｕｎｄｉｎｇＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌ）をサービング基地局２００に伝送し、基地局２００は、ＳＲＳを通じて端末１００と自分２００との間及び端末１００と周辺基地局３００との間のチャネル状態を推定することができる。これにより、サービング基地局２００は、端末１００に干渉が激しい基地局を協調基地局とする協調基地局クラスタを選択することができ、これにより、選択された協調基地局クラスタにマッピングされるサブバンドに重みを付与した伝送資源を端末１００に割り当てることができる。

前述したような本発明によれば、協調基地局クラスタのうち端末に激しい干渉を誘発する基地局と端末のサービング基地局とをメンバーとして有する協調基地局クラスタを選択し、選択されたサブバンドに重みを付与し、大部分の伝送資源を割り当てることによって、基地局協調通信方法で効果的な干渉除去を行うことができる。

以上、本発明をいくつかの好ましい実施形態を使用して説明したが、これらの実施形態は、例示的なものであり、限定的なものではない。このように、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の思想と添付の特許請求範囲に提示された権利範囲を逸脱しない範囲内で、均等論によって多様な変化と修正を加えることができることを理解できるであろう。

Claims

移動端末のクラスタベースの協調通信方法において、
あらかじめ設定された協力基地局クラスタのうちの１つであって、前記移動端末のサービング基地局と、チャネル推定によって発見された前記移動端末に支配的干渉を与える基地局とを含むグループを有する協調基地局クラスタにマッピングされた、重みを付与されたサブバンドの資源の割り当てを受信する段階と、
前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局と協調して前記サービング基地局と通信する段階と、
を含む移動端末のクラスタベースの協調通信方法。
前記資源の割り当てを受信する段階は、
前記サービング基地局が前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局及び前記サービング基地局を含む前記グループを有する前記協調基地局クラスタを選択する段階と、
前記選択された協調基地局クラスタにマッピングされる前記サブバンドに重みを付与し、前記資源を割り当てる段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
前記資源の割り当てを受信する段階は、
前記移動端末から前記サービング基地局に前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局及び前記サービング基地局を含む前記グループを有する前記協調基地局クラスタを報告する段階と、
前記サービング基地局が前記選択された協調基地局クラスタにマッピングされる前記サブバンドに重みを付与し、前記移動端末に前記資源を割り当てる段階と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
基地局のクラスタベースの協調通信方法において、
あらかじめ設定された協調基地局クラスタのうちの１つであって、移動端末のサービング基地局と、チャネル推定によって発見された前記移動端末に支配的干渉を与える基地局とを含むグループを有する協調基地局クラスタにマッピングされた、重みを付与されたサブバンドの資源を前記移動端末に割り当てる段階と、
前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局と協調して前記移動端末と通信する段階と、を含む基地局のクラスタベースの協調通信方法。
重みを付与されたサブバンドの前記資源を割り当てる段階は、
前記基地局が、前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局及び前記サービング基地局を含む前記グループを有する前記協調基地局クラスタを選択する段階と、
前記選択された協調基地局クラスタにマッピングされる前記サブバンドに重みを付与し、前記資源を割り当てる段階と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の通信方法。
重みを付与されたサブバンドの前記資源を割り当てる段階は、
前記移動端末から前記サービング基地局に前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局及び前記サービング基地局を含む前記グループを有する前記協調基地局クラスタを報告する段階と、
前記選択された協調基地局クラスタにマッピングされる前記サブバンドに重みを付与し、前記移動端末に前記資源を割り当てる段階と、を含むことを特徴とする請求項４に記載の通信方法。
クラスタベースの協調通信システムにおいて、
あらかじめ設定された協調基地局クラスタのうちの１つであって、移動端末のサービング基地局と、チャネル推定によって発見された前記移動端末に支配的干渉を与える基地局とを含むグループを有する協調基地局クラスタにマッピングされた、重みを付与されたサブバンドの資源の割り当てを受信し、前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局と協調して前記サービング基地局と通信する移動端末を含むクラスタベースの協調通信システム。
前記サービング基地局は、前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局及び前記サービング基地局を含む前記グループを有する前記協調基地局クラスタを選択し、前記選択された協調基地局クラスタにマッピングされる前記サブバンドに重みを付与し、前記移動端末に前記資源を割り当てることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
前記移動端末は、前記サービング基地局に前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局及び前記サービング基地局を含む前記グループを有する前記協調基地局クラスタを報告し、前記サービング基地局は、前記選択された協調基地局クラスタにマッピングされる前記サブバンドに重みを付与し、前記移動端末に前記資源を割り当てることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
クラスタベースの協調通信システムにおいて、
あらかじめ設定された協調基地局クラスタのうちの１つであって、移動端末のサービング基地局及びチャネル推定によって発見された、前記移動端末に支配的干渉を与える基地局を含むグループを有する協調基地局クラスタにマッピングされた、重みを付与されたサブバンドの資源を前記移動端末に割り当てて、前記移動端末に支配的干渉を与える前記基地局と協調して前記移動端末と通信するサービング基地局を含むクラスタベースの協調通信システム。
前記サービング基地局は、前記移動端末に支配的干渉を与える基地局及び前記サービング基地局を含む前記グループを有する前記協調基地局クラスタを選択し、前記選択された協調基地局クラスタにマッピングされる前記サブバンドに重みを付与し、前記移動端末に前記資源を割り当てることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
前記移動端末は、前記サービング基地局に前記移動端末に支配的干渉を与える基地局及び前記サービング基地局を含む前記グループを有する前記協調基地局クラスタを報告し、前記サービング基地局は、前記選択された協調基地局クラスタにマッピングされる前記サブバンドに重みを付与し、前記移動端末に前記資源を割り当てることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。